浅述超宽超高巷道分层分阶段

浅述超宽超高巷道分层分阶段

炮刷交岔点创新技术在煤矿井下的应用

杨赞赞

淮浙煤电有限公司顾北煤矿  安徽淮南  232150

摘要：煤矿岩巷交岔点往往具有“顶板超高，巷道超宽”的特点，施工难度大，安全风险大,安全生产难以保障。结合现场实际和安全生产需要，针对巷道超宽，创新性的提出分阶段施工的方法，同时针对巷道超高，创新性的提出分层施工的方法，分层及分阶段施工相辅相成，最终形成“超宽超高巷道分层分阶段炮刷交岔点创新技术”，避免人工挖刷，减少工人劳动强度，降低顶板高度，减少帮部跨度，顺利完成了岩巷各项交岔点的掘进工作。

关键词：煤矿，超宽超高巷道，分层施工，分阶段施工

引言

传统炮掘施工中，通常采用的施工方式是一次装药，一次放炮的掘进方法，且巷道断面通常为：宽*高=4600*3800mm或5400*4300mm,巷道断面不变，直线巷道较多，施工方法较为简单，现场安全管理难度小，顶板容易控制，帮部防护及迎脸迎脸防护成本相对较低。

但应对超高超宽巷道时，特别是在顶板迎脸岩性较为破碎的情况下，一次放炮的传统掘进方式无法满足安全生产的需求，往往存在以下问题：

（1）临时支护范围大而弱，施工难度大，液压单体需求量多；（2）永久支护时间长而不稳，永久支护缓慢，空顶时间长；

（3）顶板掉冒、迎脸帮部抽片的安全风险大，对职工的人身安全构成威胁。

1 工程概况

北一1煤顶板轨道上山与北一1煤回风斜巷揭煤高抽巷交岔点呈Y型布置（以下简称：“Y型”交岔点），全断面砂质泥岩，砂质泥岩平均抗压强度13.86～28.13Mpa，裂隙发育，岩性较为破碎。

“Y型”交岔点全长27.4m,掘进巷道宽度5.4~11.3m,掘进巷道高程4.3~5.2m，在煤矿巷道掘进中属于超高超宽巷道，且因掘进方向限制，无法按照常规施工方法进行巷道掘进，只能逆Y型方向施工。 

本掘进巷道具有较大的顶板掉冒、帮部抽片等安全风险，风险点较为明显，后果较为严重，应加强顶、帮、迎脸管理，尤其是大跨度顶板管理和高帮防护。

2 需要解决的技术问题

（1）巷道顶板超高，顶板掉冒风险较大，容易掉矸伤人，需要搭设2m以上脚手架，脚手架搭设难度大，在高达2m以上的脚手架上作业安全风险仍较大。

（2）巷道超宽，迎脸和帮部抽片的风险较大，施工困难，不利于巷道掘进正规循环的开展。

（3）临时支护范围大而弱，临时支护耗时长，施工难度大，临时支护用液压单体需求量多。

（4）永久支护时间长而不稳，永久支护缓慢，空顶时间长，对临时支护的安全有效性要求较高。

（5）人工挖刷交岔点费时费力，工人劳动强度大，作业环境差，施工安全风险较大。

3 创新技术施工方案

（1）分层施工：将“Y型”交岔点巷道上下分成两部分

分层第一步：采用台阶法施工上半部上台阶，保持上台阶距离顶板2.6~3m高。

分层第二步：施工下半部下台阶，下台阶距离巷道底板约2m，下台阶施工进度退后上台阶约5~10m。

方案优点：分台阶施工，降低单层高度，化“高顶”为“低顶”，化“高帮”为“低帮”，有利于高帮和迎脸的防护和顶板的施工，防止高帮和迎脸抽片。

（2）分阶段施工：将“Y型”交岔点巷道左右分成两部分

分阶段第一步：采用“导硐法”施工掘进方向右半部分，严格控制右半部分巷道边界，直至三岔门的尽头。

分阶段第二步：反向施工巷道的左半部分，严格控制左半部分巷道边界，直至三岔门施工到位。

方案优点：分阶段施工，降低单次施工的宽度，减少顶板的跨度，有利于顶板的防护，防止顶板掉冒。

（3）将以上两种方式融合要一起，分层分阶段施工

分层分阶段第一步：采用“导硐法”施工掘进方向右半部分，右半部分沿掘进方向“分层台阶式循环作业”。

分层分阶段第二步：反向施工巷道的左半部分，左半部分沿掘进反方向“分层台阶式炮刷作业”。

方案优点：分层分阶段施工，结合“分层施工”和“分阶段施工”的优点，降低单层高度和单次施工的宽度，减少顶板的跨度的同时，化“高顶”为“低顶”，化“高帮”为“低帮”，有利于高帮迎脸的防护和顶板的施工，防止顶板掉冒，防止高帮抽片。

4 创新成果

（1）将超高巷道分层台阶式施工，降低单层高度，化“高顶”为“低顶”，化“高帮”为“低帮”，掘进期间未发生帮部抽片和迎脸抽片现场，既保障了安全生产，又最大限度的实现“台阶上下”平行作业。

（2）采用导硐法施工，将超宽巷道分阶段施工，降低单次施工的宽度，减少顶板的跨度，掘进期间杜绝了顶板掉冒事故的发生，同时有利于巷道掘进正规循环的开展，走正规循环作业路线。

（3）巷道掘进以放炮掘进为主，最大限度的避免人工挖刷，优化了作业环境，减少工人劳动强度，保障了安全生产。

（4）超宽超高巷道分层分阶段炮刷交岔点创新技术的成功使用，让职工尝到了创新的甜头，激发了广大职工创新工作的活力，为今后类似超宽超高巷道的施工积累了宝贵的经验。

表1  传统技术与创新技术成效对比表

参考文献

[1]冷自超.煤矿深井大断面巷道交岔点破坏形式与施工技术[J]. 陕西煤炭.2011(02).

[2]刘聚涛.破碎岩体大跨度交岔点支护技术[J].中州煤炭.2013(09).